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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zwei Teilgetrieben, die jeweils eine Kupplung und jeweils mindestens einen Gangsteller umfassen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere wie es oben beschrieben wurde, mit zwei Teilgetrieben, die jeweils eine Kupplung und jeweils mindestens einen Gangsteller umfassen.
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Doppelkupplungsgetriebe sowie Verfahren zum Betreiben dieser sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Doppelkupplungsgetriebe werden bevorzugt in Personenkraftwagen eingesetzt. Ein Doppelkupplungsgetriebe weist im Allgemeinen zwei koaxial zueinander angeordnete Getriebeeingangswellen auf, die jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet sind. Jeder der Getriebeeingangswellen ist eine Kupplung zugeordnet, über die die Getriebeeingangswelle des jeweiligen Teilgetriebes kraftschlüssig mit dem Abtrieb eines Motors, vorzugsweise eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, gekoppelt werden kann.
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Während der Fahrt ist typischerweise eines der Teilgetriebe aktiv, was bedeutet, dass die diesem Teilgetriebe zugeordnete Getriebeeingangswelle über die ihr zugeordnete Kupplung mit dem Motor gekoppelt ist. In dem aktiven Teilgetriebe ist ein Gang eingelegt, der eine momentane Getriebeübersetzung bereitstellt. Eine Steuerung ermittelt, ob abhängig von der Fahrsituation der nächst höhere oder nächst niedrige Gang eingelegt werden soll. Dieser voraussichtlich als nächstes verwendete Gang wird in dem zweiten, inaktiven Teilgetriebe eingelegt. Für einen Gangwechsel wird dann die Kupplung des inaktiven Teilgetriebes geschlossen, während die Kupplung des aktiven Teilgetriebes geöffnet wird. Bevorzugt wird, wenn sich das Öffnen der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und das Schließen der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes derart überschneiden, dass keine oder nur eine geringfügige Kraftflussunterbrechung vom Motor auf die Antriebswelle des Kraftfahrzeugs gegeben ist. In Folge des Gangwechsels wird das zuvor aktive Teilgetriebe inaktiv, während das zuvor inaktive Teilgetriebe zum aktiven Teilgetriebe wird. Anschließend kann in dem nun inaktiven Teilgetriebe der voraussichtlich als nächstes benötigte Gang eingelegt werden.
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Das Ein- und Auslegen der Gänge erfolgt über Gangsteller, bevorzugt über Schaltschienen, die von Hydraulikzylindern, den sogenannten, vorstehend bereits genannten Schaltzylindern, betätigt werden. Die Hydraulikzylinder sind bevorzugt als doppeltwirkende Zylinder, insbesondere als Gleichlaufzylinder oder Differentialzylinder ausgebildet, so dass jedem Schaltzylinder vorzugsweise zwei Gänge zugeordnet sein können. Alternativ können auch einfach wirkende Zylinder vorgesehen sein. Die Hydraulikzylinder, welche die Elemente, insbesondere Schaltschienen, betätigen, werden auch als Gangstellerzylinder bezeichnet. Ein als Gleichlaufzylinder ausgebildeter Gangstellerzylinder, dem insbesondere zwei Gänge zugeordnet sind, weist bevorzugt drei Schaltpositionen auf, wobei insoweit in einer ersten ein bestimmter Gang, in einer zweiten ein anderer, bestimmter Gang und in einer dritten keiner der beiden genannten Gänge eingelegt ist.
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Auch die den beiden Teilgetrieben zugeordneten Kupplungen werden hydraulisch betätigt, also geschlossen beziehungsweise geöffnet. Es wird bevorzugt, dass die Kupplungen jeweils schließen, wenn sie mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, während sie geöffnet sind, wenn kein Hydraulikdruck anliegt, das heißt, ein der jeweiligen Kupplung zugeordneter Hydraulikzylinder, der – wie vorstehend erwähnt – auch Kupplungszylinder genannt wird, druckentlastet ist.
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Im Übrigen ist die Funktionsweise eines Doppelkupplungsgetriebes an sich bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Der in den vorstehenden Absätzen beschriebene Aufbau und die dort erläuterte Funktionsweise gilt bevorzugt auch beim oder im Zusammenhang mit dem Gegenstand der Erfindung.
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Darüber hinaus werden Doppelkupplungsgetriebe durch einen Kühlkreis sowohl gesteuert beziehungsweise geregelt als auch gekühlt.
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 531 292 A2 ist beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben bekannt, wobei jedem der Teilgetriebe zwei Gangsteller sowie jeweils eine Kupplung zugeordnet sind. Die Kupplungen sind dabei durch jeweils ein Druckregelventil mit einer gemeinsamen Druckquelle verbunden. Die Gangsteller sind über mehrere Schaltventile sowie ein vorgeschaltetes Druckregelventil mit der Druckquelle verbunden. Wird ein Kupplungsfehler erfasst, wird eine Kupplung geöffnet und sämtliche Gänge des die Kupplung betreffenden Teilgetriebes ausgelegt.
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Aus der Offenlegungsschrift
WO 2007/104276 A1 ist weiterhin ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem die Kupplungen und die Gangsteller durch gemeinsam elektrisch betätigbare Sicherheitsventile mit der Druckseite einer Druckquelle verbunden sind. Werden in einer Notsituation die Sicherheitsventile elektrisch betätigt, so werden die Verbindungen der Gangsteller und der Kupplungen zu der Druckquelle unterbrochen.
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Aus der Offenlegungsschrift
EP 1 767 825 A1 ist eine hydraulische Steuerungsvorrichtung für ein Doppelungskupplungsgetriebe bekannt, mit einer Regelventileinheit, die wenigstens einen regelbaren Druck und/oder einen regelbaren Volumenstrom für die Betätigung einer ersten und einer zweiten Kupplung vorgibt. Aus der Offenlegungsschrift
EP 1 450 076 A2 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei welchem ein Schaltvorgang zeitlich in Abhängigkeit von einer aktuellen Drehzahl eines angetriebenen Elements der Schaltung kontrolliert wird. Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 019 516 A1 ist weiterhin ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Fahrzeug bekannt, mit zwei Teilgetrieben, die jeweils eine Kupplung und mindestens einen Gangsteller aufweisen. Die Gangsteller sind durch ein gemeinsames Druckregelventil hydraulisch mit einer Druckquelle verbunden beziehungsweise verbindbar. Ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe ist aus der Offenlegungsschrift
US 2006/0150762 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe sowie ein Verfahren zum Betreiben zu schaffen, die auf einfache Art und Weise einen Notlaufbetrieb für das Doppelkupplungsgetriebe ermöglichen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 jeweils vollständig gelöst. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Kupplungen und die Gangsteller unabhängig voneinander durch die Druckquelle mit Hydraulikmedium beaufschlagt beziehungsweise versorgt werden können, und dass die Kupplungen auf einfache Art und Weise in eine Notstellung geschaltet werden können, während die Gangsteller weiterhin mit der Druckquelle verbunden sind, und somit betätigbar bleiben. Gleichzeitig wird die Möglichkeit geboten, neben den Sicherheitsventilen noch weitere Funktionen beziehungsweise Elemente des Doppelkupplungsgetriebes auf einfache und kostengünstige Art und Weise zu betätigen.
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Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe zeichnet sich durch zwei Teilgetriebe aus, die jeweils eine Kupplung und jeweils mindestens einen Gangsteller umfassen, wobei die Gangsteller durch ein gemeinsames erstes Druckregelventil hydraulisch mit einer druckbeaufschlagtes Hydraulikmedium bereitstellenden Druckquelle verbunden sind, wobei die Kupplungen durch jeweils ein zweites Druckregelventil und ein dem jeweiligen zweiten Druckregelventil vorgeschaltetes Sicherheitsschaltventil hydraulisch mit der Druckquelle verbunden sind, und wobei ein drittes Druckregelventil mit der Druckquelle und mit den Sicherheitsschaltventilen hydraulisch verbunden ist, um in wenigstens einer ersten Schaltstellung die Sicherheitsschaltventile hydraulisch zu betätigen. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die Druckquelle über ein erstes Druckregelventil mit den Gangstellern verbunden ist. Über ein jeweils zweites Druckregelventil ist die Druckquelle mit den Kupplungen hydraulisch verbunden, wobei zwischen den zweiten Druckregelventilen und der Druckquelle jeweils ein Sicherheitsschaltventil zwischengeschaltet, also den zweiten Druckregelventilen vorgeschaltet ist. Weiterhin ist mit der Druckquelle und mit den Sicherheitsschaltventilen ein drittes Druckregelventil hydraulisch verbunden. Bevorzugt ist das dritte Druckregelventil mit den Sicherheitsschaltventilen derart hydraulisch verbunden, dass in der ersten Schaltstellung Ventilflächen der Sicherheitsschaltventile mit dem Hydraulikmedium derart beaufschlagt werden, dass das jeweilige Sicherheitsschaltventil seine Notschaltstellung einnimmt. Dazu kann beispielsweise durch Beaufschlagen der Ventilflächen der Sicherheitsschaltventile ein Ventilkolben des jeweiligen Sicherheitsschaltventils durch den Druck des Hydraulikmediums verschoben beziehungsweise verlagert werden. Vorzugsweise ist das dritte Druckregelventil elektrisch betätigbar ausgebildet. Bevorzugt ist dem dritten Druckregelventil dazu ein elektrischer Aktor, insbesondere ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktor, zugeordnet. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, einen pneumatischen oder auch hydraulischen Aktor vorzusehen. Unter einem Druckregelventil ist im Kontext der Erfindung ein Ventil zu verstehen, das den von der Druckquelle bereitgestellten Druck auf ein gewünschtes Maß einstellt, insbesondere begrenzt. Das Druckregelventil unterscheidet sich somit von einem einfachen Schaltventil dahingehend, dass es nicht nur zwei Schaltzustände einnehmen kann, sondern einen gewünschten Ausgangsdruck individuell einstellen kann, um ein gewünschtes Druckverhältnis vorzugsweise stufenlos einzustellen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einer ersten Schaltstellung des dritten Druckregelventils die Sicherheitsschaltventile betätigt werden. Der in der ersten Schaltstellung eingestellte Druck des dritten Druckregelventils muss somit dem Betätigungsdruck der Sicherheitsschaltventile entsprechen. Durch das Vorsehen des dritten Druckregelventils, beispielsweise anstelle eines Schaltventils, lassen sich in unterschiedlichen Schaltstellungen des dritten Druckregelventils unterschiedliche Funktionen oder Elemente des Doppelkupplungsgetriebes betätigen. So können beispielsweise in einer zweiten Schaltstellung ein Kühlkreislauf und in einer dritten Schaltstellung die Druckquelle betätigt und/oder beeinflusst werden. Insgesamt erlaubt das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe somit, dass mit nur einem Bauelement, vorliegend mit dem dritten Druckregelventil, mehrere Funktionen des Doppelkupplungsgetriebes gesteuert werden können, wobei zumindest eine der Funktionen eine Sicherheitsfunktion, nämlich das Betätigen der Sicherheitsschaltventile der Kupplungen, umfasst. Durch die getrennte Druckregelung der Kupplungen und der Gangsteller ist es weiterhin möglich, dass wenn das dritte Druckregelventil sich in dem ersten Schaltzustand befindet, die Gangsteller weiterhin über das erste Druckregelventil mit Hydraulikmedium und einem gewünschten Druck beaufschlagt werden, sodass ein Betätigen der Gangsteller, also ein Ein- und Auslegen von Gängen in dem Notschaltbetrieb der Kupplungen weiterhin möglich ist.
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Vorzugsweise schalten die Sicherheitsschaltventile bei ihrer Betätigung die jeweilige Kupplung drucklos. Dazu verbinden die Sicherheitsschaltventile in ihrer Notschaltstellung die Kupplungen hydraulisch mit dem das Hydraulikmedium bereitstellenden Tank des Doppelkupplungsgetriebes, wodurch der Druck in der jeweiligen Kupplung abgebaut wird. Vorzugsweise handelt es sich bei den Kupplungen um drucklos geöffnete Kupplungen, sodass durch Verbringen der Sicherheitsschaltventile in ihre Notschaltstellung und das daraus folgende Drucklosschalten der Kupplungen, letztere geöffnet werden und der Kraftfluss, beispielsweise von einer Brennkraftmaschine zu dem Übersetzungsgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes, unterbrochen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Doppelkupplungsgetriebe eine Einrichtung zum Erfassen eines unplausiblen Kupplungszustands, insbesondere eines unplausiblen Kupplungsdrucks, auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Einrichtung um eine Druckerfassungseinrichtung, die der jeweiligen Kupplung zugeordnet ist, und vorzugsweise den Druck des die Kupplung beaufschlagenden Hydraulikmediums erfasst und beispielsweise mit einem vorgebbaren Grenzwert oder Grenzbereich vergleicht. Bei Erfassen eines unplausiblen Kupplungsdrucks beziehungsweise Kupplungsdruckzeitverlaufs, also beispielsweise bei Über- oder Unterschreiten des vorgebbaren Grenzwerts oder des vorgebbaren Grenzbereichs, wird das dritte Druckregelventil in seine erste Schaltstellung verbracht, sodass die Sicherheitsschaltventile betätigt und die Kupplungen drucklos geschaltet werden. Anschließend werden vorzugsweise die Gänge des Teilgetriebes ausgelegt, dessen Kupplung den unplausiblen Kupplungsdruck anzeigt. Anschließend kann das dritte Druckregelventil wieder in seine Ausgangsstellung zurückverbracht werden, sodass die Sicherheitsschaltventile nicht mehr betätigt und die Kupplungen wieder mit Druck beaufschlagt werden. Während in dem einen Teilgetriebe nunmehr kein Gang eingelegt ist, kann mit dem anderen Teilgetriebe weiterhin zwischen den Gängen gewechselt werden, wenn auch nur in der Art eines einfachen Kupplungsgetriebes. Somit wird also auf einfache Art und Weise ein Notlaufbetrieb des Doppelkupplungsgetriebes gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckquelle zumindest eine erste und eine zweite Pumpe umfasst, die durch nur einen Elektromotor gemeinsam antreibbar sind, wobei zumindest eine der Pumpen durch ein betätigbares Trennelement, insbesondere Kupplung, mit dem Elektromotor verbunden oder verbindbar ist. Die Druckquelle umfasst also zumindest zwei Pumpen, die zum Bereitstellen des druckbeaufschlagten Hydraulikmediums dienen. Der Saugseite der Pumpen ist dabei jeweils der das Hydraulikmedium bereitstellende Tank zugeordnet, während die Druckseite zumindest einer der Pumpen, wie oben beschrieben, mit den Kupplungen und den Gangstellern über die entsprechenden Druckregelventile verbunden ist. Zum Erreichen eines kompakten Aufbaus sowie einer kostengünstigen Gestaltung des Doppelkupplungsgetriebes ist nur ein Elektromotor vorgesehen, der jedoch mit beiden Pumpen wirkverbunden ist, um diese gemeinsam anzutreiben. Vorzugsweise ist der Elektromotor mit einer der Pumpen drehfest und mit der anderen der Pumpen über das betätigbare Trennelement verbunden. Bei Betätigen des Trennelements kann der Kraftfluss von dem Elektromotor zu der anderen Pumpe unterbrochen oder hergestellt werden. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise die Leistung der Druckquelle an den aktuellen Bedarf angepasst werden, ohne dass es einer zweiten Antriebseinheit bedarf.
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Bevorzugt ist das dritte Druckregelventil hydraulisch mit dem Trennelement verbunden, um dieses in zumindest einer zweiten Schaltstellung zu betätigen. Das dritte Druckregelventil ist also hydraulisch mit dem Trennelement verbunden, wobei das Druckregelelement derart ausgebildet ist, dass es in der zweiten Schaltstellung das Trennelement betätigt, also den Kraftfluss von dem Elektromotor zu der einen Pumpe unterbricht oder herstellt. Dadurch erfolgt auf einfache Art und Weise neben der Betätigung der Sicherheitsschaltventile auch die Betätigung des Trennelements mittels des dritten Druckregelventils. Vorzugsweise sind die Betätigungsdrücke des Trennelements und der Sicherheitsschaltventile derart gewählt beziehungsweise konstruktiv vorgegeben, dass die Betätigung bei unterschiedlichen Drücken erfolgt. Bevorzugt sind das Trennelement und die Sicherheitsschaltventil mit dem gleichen Anschluss des Druckregelventils verbunden. Allein durch Verändern des Ausgangsdrucks des dritten Druckregelventils an seinem Anschluss werden somit das Trennelement und die Sicherheitsschaltventile weitestgehend unabhängig voneinander betätigt.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das Doppelkupplungsgetriebe vorzugsweise wenigstens einen Kühlkreis aufweist, der wenigstens einen Kühler, wenigstens eine der Pumpen der Druckquelle und ein Volumensteuerventil umfasst. Mittels des Volumensteuerventils kann das durch den Kühlkreis geförderte Hydraulikmedium-Volumen eingestellt und dadurch die Kühlleistung des Kühlkreises geregelt beziehungsweise gesteuert werden. Das durch den Kühler geförderte Hydraulikmedium wird von dem Kühler gekühlt und kann anschließend zum Kühlen von unterschiedlichen Komponenten, besonders bevorzugt zum Kühlen von den Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes genutzt werden.
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Bevorzugt weist der Kühlkreis ein dem Kühler nachgeschaltetes Schaltventil auf, welches von der Pumpe durch den Kühler gefördertes Hydraulikmedium wahlweise wenigstens einer zumindest einem der Teilgetriebe zugeordneten Kühlung oder dem das Hydraulikmedium bereitstellenden Tank zuführt. Mittels des Schaltventils wird also gewählt, ob das durch den Kühler gekühlte Hydraulikmedium einer Kühlung des Doppelkupplungsgetriebes zugeführt oder in den Tank zurückgeleitet werden soll. Durch das Zurückleiten in den Tank kann die Temperatur des in dem Tank befindlichen Hydraulikmediums gesteuert beziehungsweise geregelt werden, wobei der Tank selbst dann auch als Kühler für das Doppelkupplungsgetriebe wirkt. Ebenfalls ist es denkbar, das in dem Tank bereitgestellte und gekühlte Hydraulikmedium weiteren zu kühlenden Komponenten des Doppelkupplungsgetriebes zuzuführen.
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Vorzugsweise ist das dritte Druckregelventil hydraulisch mit dem Schaltventil verbunden, um dieses in mindestens einer dritten Schaltstellung zu betätigen. Besonders bevorzugt ist das Schaltventil mit dem gleichen Anschluss des Druckregelventils verbunden, wie die Sicherheitsschaltventile und/oder das Trennelement, sodass das Schaltventil in Abhängigkeit von dem eingestellten Druck des dritten Druckregelventils betätigt wird. Zweckmäßigerweise liegt der Betätigungsdruck des Schaltventils auf einem Druckniveau, das sich von den Betätigungsdrücken der Sicherheitsschaltventile und/oder des Trennelements unterscheidet. Durch Verbringen des dritten Druckregelventils in dessen dritte Schaltstellung wird das Schaltventil betätigt, sodass vorzugsweise das Hydraulikmedium der mindestens einen Kühlung des Doppelkupplungsgetriebes beziehungsweise der Teilgetriebe zugeführt wird. Durch Beaufschlagen des Schaltventils mit dem vom dritten Druckregelventil bereitgestellten Druck wird das Schaltventil entgegen einer Vorspannkraft betätigt, sodass bei Verringern des Drucks des dritten Druckregelventils das Schaltventil bei Unterschreiten eines Grenzdrucks automatisch in seine Ausgangsposition zurückverlagert wird, wonach das durch den Kühler geförderte Hydraulikmedium in den Tank zurückgeleitet wird.
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Besonders bevorzugt ist das dritte Druckregelventil als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet. Vorzugsweise weist das Druckregelventil dabei einen Anschluss auf, der mit der Druckseite der Druckquelle verbunden ist, einen Anschluss, der mit dem das Hydraulikmedium bereitstellenden Tank verbunden ist, sowie einen dritten Anschluss, der – wie oben beschrieben – mit dem Schaltventil, dem Trennelement und/oder mit den Sicherheitsschaltventilen verbunden ist. Mittels des einen dritten Druckregelventils lassen sich somit die drei unterschiedlichen Funktionen des Doppelkupplungsgetriebes auf einfache Art und Weise steuern beziehungsweise regeln. Die Betätigungsdrücke sind vorzugsweise derart gewählt, dass der Betätigungsdruck der Sicherheitsschaltventile auf dem höchsten Druckniveau liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kupplungen nicht unerwünscht durch Betätigen der Sicherheitsschaltventile drucklos geschaltet beziehungsweise geöffnet werden. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Betätigungsdruck des Trennelements größer ist als der Betätigungsdruck des Schaltventils. Dadurch ergibt sich eine bevorzugte Ausbildung derart, dass durch Betätigen des Druckregelventils an dessen besagtem Anschluss der Druck langsam gesteigert wird, und dadurch mit steigendem Druck zuerst das Schaltventil, anschließend das Trennelement und abschließend die Sicherheitsschaltventile betätigt werden. Natürlich können die Betätigungsdrücke des Trennelements und des Schaltventils auch andersherum vorgesehen werden, sodass zuerst das Trennelement und anschließend das Schaltventil betätigt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere wie es oben beschrieben wurde, mit zwei Teilgetrieben, die jeweils eine Kupplung und jeweils mindestens einen Gangsteller umfassen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Gangsteller durch ein gemeinsames erstes Druckregelventil mit einer Druckbeaufschlagtes Hydraulikmedium bereitstellenden Druckquelle verbunden sind, wobei die Kupplungen durch jeweils ein zweites Druckregelventil und einem dem jeweiligen zweiten Druckregelventil vorgeschaltetes Sicherheitsschaltventil mit der Druckquelle hydraulisch verbunden sind, und wobei ein mit der Druckquelle und mit den Sicherheitsschaltventilen hydraulisch verbundenes drittes Druckregelventil bei Bedarf, insbesondere in einer Notsituation, beispielsweise bei Erfassen eines unplausiblen Kupplungsdrucks, zum Betätigen der Sicherheitsschaltventile in einer erste Schaltstellung verbracht wird. Hieraus ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile. Weiterhin zeichnet sich das Verfahren durch die oben bereits beschriebenen Verfahrensschritte aus, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass zum Betätigen des Trennelements das Druckregelventil in eine zweite Schaltstellung und/oder zum Betätigen des Schaltventils in eine dritte Schaltstellung verbracht wird. In einer neutralen Ausgangsstellung trennt das dritte Druckregelventil bevorzugt sämtliche zu betätigende Komponenten wie das Trennelement, das Schaltventil und/oder die Sicherheitsschaltventile von der Druckquelle.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen in einer schematischen Darstellung
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1 einen Hydraulikkreis eines Doppelkupplungsgetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform, und
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2 den Hydraulikkreis des Doppelkupplungsgetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt einen Hydraulikkreis 1, der der Betätigung, insbesondere dem Kuppeln sowie dem Ein- und Auslegen von Gängen, eines Doppelkupplungsgetriebes sowie dessen Kühlung dient. Der Hydraulikkreis 1 umfasst einen Tank 3, der insbesondere als Vorratsbehälter oder Sumpf für ein zur Betätigung und Kühlung verwendetes Hydraulikmedium dient, und in dem das Hydraulikmedium vorzugsweise drucklos gespeichert ist. Es ist ein Elektromotor 5 vorgesehen, der eine erste Pumpe 7 und eine zweite Pumpe 9 antreibt. Der Elektromotor 5 ist bevorzugt bezüglich seiner Drehzahl und Drehrichtung steuerbar, besonders bevorzugt regelbar. Die erste Pumpe 7 ist mit dem Elektromotor 5 fest verbunden, also ohne dass ein Trennelement vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass die Pumpe 7 bei laufendem Elektromotor 5 stets angetrieben wird und Hydraulikmedium vorzugsweise in beiden Drehrichtungen gleichgerichtet fördert. Die Pumpe 9 ist über ein Trennelement 11 mit dem Elektromotor 5 verbunden. Es ist also möglich, die Pumpe 9 von dem Elektromotor 5 abzukoppeln, so dass sie nicht läuft, wenn der Elektromotor 5 läuft. Das Trennelement 11 ist vorzugsweise als Kupplung oder als Freilauf ausgebildet, wobei im zweiten Fall über die Drehrichtung des Elektromotors 5 bestimmt werden kann, ob von der Pumpe 9 Hydraulikmedium gefördert wird oder nicht.
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Die erste Pumpe 7 und die zweite Pumpe 9 sind jeweils über eine Leitung 13, 15 mit einer Abzweigung 17 verbunden, in die eine weitere Leitung 19 mündet. Diese verbindet den Tank 3 über einen Saugfilter 21 mit der Abzweigung 17. Insgesamt sind damit Einlässe der Pumpen 7, 9 über die Leitungen 13, 15, die Abzweigung 17 und die den Saugfilter 21 aufweisende Leitung 19 mit dem Tank 3 verbunden.
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Der Auslass der ersten Pumpe 7 ist mit einer Leitung 23 verbunden, die zu einer Abzweigung 25 führt. Die Abzweigung 25 ist über ein Druckbegrenzungsventil 27 mit dem Tank 3 verbunden. Das Druckbegrenzungsventil 27 kann bei Überdruck in Richtung des Tanks 3 öffnen. Außerdem geht von der Abzweigung 25 eine Leitung 29 aus, die über einen Druckfilter 31 zu einem Anschluss 33 eines Schaltventils 35 führt.
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Der Druckfilter 31 ist durch einen Bypass 37 überbrückbar, wobei in dem Bypass 37 ein Differenzdruckventil 39 angeordnet ist, welches bei Überdruck eine Überbrückung des Filters 31 in Richtung auf den Anschluss 33 ermöglicht. Ein Öffnen des Differenzdruckventils 39 erfolgt ab einem vorgegebenen Differenzdruck über dem Druckfilter 31.
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Das Schaltventil 35 ist als 5/2-Wegeventil ausgebildet, welches außer dem Anschluss 33 vier weitere Anschlüsse 41, 43, 45, 47 aufweist. In einem ersten, in 1 dargestellten Schaltzustand des Schaltventils 35 ist der Anschluss 33 mit dem Anschluss 41 verbunden, während die weiteren Anschlüsse 43, 45 und 47 blind, also geschlossen, geschaltet sind. Der Anschluss 41 mündet in eine Leitung 49, in der ein Rückschlagventil 51 angeordnet ist. Die Leitung 49 führt zu einem Druckspeicher 53, wobei vor dem Druckspeicher 53 eine Druckerfassungseinrichtung 55 mit der Leitung 49 hydraulisch verbunden ist.
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In einem zweiten, aus der 1 entnehmbaren Schaltzustand des Schaltventils 35 ist der Anschluss 33 mit dem Anschluss 43 verbunden, der in eine Leitung 57 mündet, die zu einem Hydraulikteilkreis beziehungsweise Kühlkreis 59 führt, der insbesondere der Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes dient. In diesem zweiten Schaltzustand ist der Anschluss 41 blind geschaltet und der Anschluss 45 ist mit dem Anschluss 47 verbunden. Dabei mündet in den Anschluss 45 eine Leitung 61, die mit dem Druck des Hydraulikmediums im Druckspeicher 53 beaufschlagt ist. Der Anschluss 47 mündet in eine Leitung 63, die mit einer ersten Ventilfläche 65 des Schaltventils 35 hydraulisch verbunden ist. Eine zweite Ventilfläche 67 des Schaltventils 35 ist über eine Leitung 69 permanent mit dem Druck des Druckspeichers 53 beaufschlagt.
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Von der Leitung 49 zweigt an einer Abzweigung 71 eine Leitung 73 ab, von der wiederum in einer Abzweigung 75 die Leitung 61 und in einer Abzweigung 77 die Leitung 69 abzweigt. Die Abzweigung 71 ist auf der dem Schaltventil 35 abgewandten Seite des Rückschlagventils 51 an diesem angeschlossen. Die Leitung 73 mündet in einer Abzweigung 79, von der Leitungen 81 und 83 ausgehen.
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Die Leitung 81 führt in einen Teilgetriebehydraulikkreis 87 zur Versorgung eines ersten Teilgetriebes. Das erste Teilgetriebe weist eine Kupplung K1 auf. Die Leitung 81 mündet in einen Anschluss 89 eines Schaltventils 91, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, und als Sicherheitsschaltventil 92 für die Kupplung K1 dient. In einem ersten, dargestellten Schaltzustand des Schaltventils 91 ist der Anschluss 89 mit einem Anschluss 93 hydraulisch verbunden, während ein Anschluss 95 des Schaltventils 91 blind geschaltet ist. In einem zweiten, der 1 entnehmbaren Schaltzustand des Schaltventils 91 ist der Anschluss 93 mit dem Anschluss 95 und über diesen mit dem Tank 3 verbunden, während der Anschluss 89 blind geschaltet ist. Wie im Folgenden deutlich wird, wird in diesem zweiten Schaltzustand die Kupplung K1 drucklos geschaltet.
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Der Anschluss 93 ist mit einer Leitung 97 und über diese mit einem Anschluss 99 eines Druckregelventils 101 verbunden. Das Druckregelventil 101 ist als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet, das einen Anschluss 103 aufweist, der über eine Leitung 105 mit der Kupplung K1 verbunden ist. Das Druckregelventil 101 weist ferner einen Anschluss 107 auf, der mit dem Tank 3 verbunden ist. In einem ersten Extremalzustand des Druckregelventils 101 ist der Anschluss 99 mit dem Anschluss 103 verbunden, während der Anschluss 107 blind geschaltet ist. In diesem Fall wirkt der volle, in der Leitung 97 herrschende Druck des Hydraulikmediums auf die Kupplung K1. In einem zweiten Extremalzustand ist der Anschluss 103 mit dem Anschluss 107 verbunden, so dass die Kupplung K1 drucklos ist. Durch proportionale Variation zwischen diesen Extremalzuständen regelt das Druckregelventil 101 in an sich bekannter Weise den in der Kupplung K1 herrschenden Druck. Von der Kupplung K1 führt eine Leitung 109 über ein Rückschlagventil 111 zurück zur Leitung 97. Falls der Druck in der Kupplung K1 über den Druck in der Leitung 97 steigt, öffnet das Rückschlagventil 111, wodurch eine hydraulische Verbindung zwischen der Kupplung K1 über die Leitung 109 mit der Leitung 97 freigegeben wird. Von der Leitung 109 zweigt in einer Abzweigung 113 eine Leitung 115 ab, die den Druck in der Kupplung K1 als Regelgröße an das Druckregelventil 101 zurückgibt.
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In der Leitung 105 ist eine Abzweigung 117 vorgesehen, durch die eine Druckerfassungseinrichtung 119 hydraulisch wirkverbunden ist. Auf diese Weise wird der in der Kupplung K1 herrschende Druck durch die Druckerfassungseinrichtung 119 erfasst.
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Das Schaltventil 91 wird von einem Pilotventil 121 angesteuert. Dieses ist bevorzugt als Schaltventil ausgebildet und wird durch einen elektrischen Aktor 123 betätigt. Vorliegend ist das Pilotventil 121 als 3/2-Wegeventil ausgebildet und umfasst die Anschlüsse 125, 127 und 129. Der Anschluss 125 ist über eine Leitung 131 mit einer in der Leitung 81 vorgesehenen Abzweigung 133 verbunden. Der Anschluss 127 ist über eine Leitung 134 mit einer Leitung 135, die mit einer Ventilfläche 137 des Schaltventils 91 verbunden ist, über eine Abzweigung 136 verbunden. In einem ersten, hier dargestellten Schaltzustand des Pilotventils 121 ist der Anschluss 125 blind geschaltet, während der Anschluss 127 mit dem Anschluss 129 und über diesen mit dem Tank 3 verbunden ist, wodurch die Ventilfläche 137 des Schaltventils 91 über die Leitungen 134 und 135 drucklos geschaltet ist. Vorzugsweise nimmt das Pilotventil 121 diesen Schaltzustand ein, wenn kein elektrisches Steuersignal an dem Aktor 123 anliegt. Hierzu ist eine Rückstellfeder 138 vorgesehen, die dem Aktor 123 entgegenwirkt. In einem zweiten einnehmbaren Schaltzustand des Pilotventils 121 ist der Anschluss 125 mit dem Anschluss 127 verbunden, während der Anschluss 129 blind geschaltet ist. In diesem Fall wirkt der in der Leitung 81 herrschende Druck über die Abzweigung 133, die Leitung 131 und die Leitung 135 auf die Ventilfläche 137 des Schaltventils 91, wodurch dieses entgegen einer Vorspannkraft in seinen zweiten Schaltzustand geschaltet wird, in dem der Anschluss 93 mit dem Anschluss 95 hydraulisch verbunden ist, so dass die Kupplung K1 drucklos geschaltet und somit geöffnet wird.
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Die von der Abzweigung 79 ausgehende Leitung 83 dient der Versorgung einer Kupplung K2 eines Teilgetriebehydraulikkreises 139 eines zweiten Teilgetriebes. Die Ansteuerung der Kupplung K2 umfasst ebenfalls ein Schaltventil 91', das als Sicherheitsschaltventil 92' für die Kupplung K2 vorgesehen ist, und ein Druckregelventil 101'. Die Funktionsweise ist die gleiche, die bereits in Zusammenhang mit der ersten Kupplung K1 beschrieben wurde. Aus diesem Grund wird auf die entsprechende Beschreibung zum Teilgetriebehydraulikkreis 87 verwiesen. Die hydraulische Ansteuerung der Kupplung K2 entspricht derjenigen der Kupplung K1. Auch das Schaltventil 91' wird von dem Pilotventil 121 angesteuert. Dazu ist die entsprechende Ventilfläche 137' des Schaltventils 91' über eine Leitung 135', die zu der Abzweigung 136 führt, und über die Leitung 134 mit dem Anschluss 127 des Pilotventils 121 verbunden. In dem ersten dargestellten Schaltzustand des Pilotventils 121 ist auch die Ventilfläche 137' des Schaltventils 91' über die Leitungen 134 und 135' drucklos geschaltet. Wird das Pilotventil 121 wie oben beschrieben elektrisch betätigt, ist der Anschluss 125 mit dem Anschluss 127 verbunden, sodass der in der Leitung 81 herrschende Druck über die Abzweigung 133, die Leitung 131, die Leitung 134 und die Leitung 135' auf die Ventilfläche 137' des Schaltventils 91' wirkt, wodurch auch dieses entgegen eine Vorspannkraft einer Rückstellfeder 138' in seinen zweiten Schaltzustand verbracht wird, sodass die Kupplung K2 drucklos geschaltet wird. Vorzugsweise werden also durch elektrische Ansteuerung des Pilotventils 121 die Schaltventile 91 und 91' so betätigt, dass die Kupplungen K1 und K2 drucklos geschaltet und damit geöffnet sind. Zum Drucklosschalten der beiden Kupplungen K1 und K2 muss somit lediglich ein Ventil, nämlich das Pilotventil 121 elektrisch betätigt werden, wodurch ein optimaler Energieverbrauch und im Vergleich zur bekannten Lösung eine verringerte Anzahl von Einzelteilen benötigt wird.
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Die von der Abzweigung 79 ausgehende Leitung 83 ist über eine Abzweigung 84 und eine Leitung 85 mit einem Druckregelventil 141 verbunden, über das der Druck des Hydraulikmediums in einer Leitung 143 regelbar ist. Die Funktionsweise des Druckregelventils 141 entspricht vorzugsweise der Funktionsweise der Druckregelventile 101, 101', so dass hier eine erneute Beschreibung nicht notwendig ist. Die Leitung 143 ist mit einer Abzweigung 145 verbunden, von der eine Leitung 147 und eine Leitung 149 ausgehen. In der Leitung 149 ist eine Abzweigung 151 vorgesehen, von der eine Leitung 153 ausgeht, über die der in der Leitung 149 und damit der in der Leitung 143 herrschende Druck als Regelgröße an das Druckregelventil 141 zurückgegeben wird. Es ist offensichtlich, dass die Abzweigung 151 auch in den Leitungen 143 oder 147 vorgesehen sein kann.
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Die Leitung 147 dient der Versorgung von Gangstellerzylindern 155 und 157 von Gangstellern 156 und 158 in dem Teilgetriebekreis 87, die als zwei doppelt wirkende Zylinder, also Gleichlaufzylinder, ausgebildet sind.
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Zur hydraulischen Ansteuerung des Gangstellerzylinders 155 ist ein Volumensteuerventil 159 vorgesehen, das als 4/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist. Es weist vier Anschlüsse 161, 163, 165 und 167 auf. Der erste Anschluss 161 ist mit der Leitung 147 verbunden, der zweite Anschluss 163 ist mit einer ersten Kammer 169 des Gangstellerzylinders 155 verbunden, der dritte Anschluss 165 ist mit einer zweiten Kammer 171 des Gangstellerzylinders 155 verbunden und der vierte Anschluss 167 ist mit dem Tank 3 verbunden. In einem ersten Extremalzustand des Volumensteuerventils 159 ist der erste Anschluss 161 mit dem zweiten Anschluss 163 verbunden, während der dritte Anschluss 165 mit dem vierten Anschluss 167 verbunden ist. In diesem Fall kann Hydraulikmedium von der Leitung 147 in die erste Kammer 169 des Gangstellerzylinders 155 fließen, während die zweite Kammer 171 über die Anschlüsse 165, 167 zum Tank 3 hin drucklos geschaltet ist. Auf diese Weise wird ein in dem Gangstellerzylinder 155 verlagerbarer Kolben 173 des Gangstellers 156 in eine erste Richtung bewegt, um beispielsweise einen bestimmten Gang des Doppelkupplungsgetriebes aus- beziehungsweise einen anderen bestimmten Gang einzulegen.
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In einem zweiten Extremalzustand des Volumensteuerventils 159 werden sowohl der Anschluss 163 als auch der Anschluss 165 mit dem Anschluss 167 verbunden, wobei der Anschluss 161 blind geschaltet wird. Auf diese Weise sind beide Kammern 169, 171 des Gangstellerzylinders 155 mit dem Tank 3 verbunden, so dass sie drucklos geschaltet sind. Der Kolben 173 des Gangstellzylinders 155 verharrt dann in seiner momentanen Position, weil keine Kräfte auf ihn wirken.
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In einem dritten Extremalzustand des Volumensteuerventils 159 ist der Anschluss 161 mit dem Anschluss 165 verbunden und der Anschluss 163 mit dem Anschluss 167. In diesem Fall fließt Hydraulikmedium von der Leitung 147 in die zweite Kammer 171 des Gangstellenzylinders 155 und die erste Kammer 169 wird über den Anschluss 163 und den Anschluss 167 zum Tank 3 hin drucklos geschaltet. Das Hydraulikmedium übt dann eine Kraft auf den Kolben 173 des Gangstellerzylinders 155 derart aus, dass er in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung verlagert wird. Auf diese Weise kann der zuvor erwähnte bestimmte andere Gang aus- beziehungsweise der erwähnte bestimmte Gang eingelegt werden.
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Wie bereits beschrieben, ist das Volumensteuerventil 159 als Proportionalventil ausgebildet. Der von der Leitung 147 kommende Hydraulikmedienstrom wird durch Variation der Ventilzustände zwischen den drei Extremalzuständen auf die Kammern 169, 171 aufgeteilt, so dass es möglich ist, durch Steuerung/Regelung des Volumenstroms eine definierte Geschwindigkeit für den Ein- beziehungsweise Auslegevorgang eines Gangs vorzugeben.
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Von der Leitung 147 zweigt in einer Abzweigung 175 eine Leitung 177 ab, die in ein Volumensteuerventil 179 mündet, welches der Ansteuerung des Gangstellers 158 dient. Die Funktionsweise der hydraulischen Ansteuerung des Gangstellzylinders 157 des Gangstellers 158 ist die gleiche, die in Zusammenhang mit dem Gangstellerzylinder 155 des Gangstellers 156 beschrieben wurde. Eine erneute Beschreibung ist daher nicht notwendig.
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Die Leitung 149 dient der Versorgung von Gangsstellerzylindern 155' und 157' von Gangstellern 156' und 158' des Teilgetriebehydraulikkreises 139 im zweiten Teilgetriebe. Auch zu deren Ansteuerung sind Volumensteuerventile 159' und 179' vorgesehen. Die Teilgetriebekreise 87 und 139 sind bezüglich der Ansteuerung der Gangsstellerzylinder 155, 155' beziehungsweise 157, 157' identisch ausgebildet, so dass auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Es wird somit insgesamt deutlich, dass die Gangsteller 156, 158, 156', 158' unabhängig von den Kupplungen K1 und K2 mit Druck beaufschlagt beziehungsweise mit der Druckquelle 225, bestehend aus den Pumpen 7, 9 und dem Druckspeicher 53, verbunden werden können. Wird das Pilotventil 121 elektrisch betätigt, um die Kupplungen K1 und K2 drucklos zu schalten, bleiben die Gangsteller 156, 158, 156', 158' weiterhin über das Druckregelventil 141 mit der Druckquelle 225 verbunden, sodass nach Drucklosschalten der Kupplungen K1 und K2 mittels des die Sicherheitsschaltventile 91, 91' betätigenden Pilotventils 121 die Gangsteller 156, 158, 156', 158' mittels der Volumensteuerventile 159, 179, 159', 179' betätigt werden können, um Gänge des jeweiligen Teilgetriebes ein- oder auszulegen.
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Die Druckerfassungseinrichtungen 119, 119' dienen vorliegend als Einrichtung 120 zum Erfassen des Zustands der jeweiligen Kupplung K1 oder K2. Wird mittels der Druckerfassungseinrichtung 119, 119' ein unplausibler Druck der jeweiligen Kupplung K1 oder K2 erfasst, so wird das Pilotventil 120 elektrisch betätigt, wodurch die Sicherheitsschaltventile 91, 91' in ihre Notstellung verbracht und die Kupplungen K1 und K2 drucklos geschaltet werden. Anschließend werden mittels der Gangsteller 156, 158, 156', 158' die Gänge des Teilgetriebes ausgelegt, bei welchen der unplausible Kupplungszustand beziehungsweise der unplausible Kupplungsdruck erfasst wurde. Anschließend wird das Pilotventil 121 deaktiviert beziehungsweise dessen Betätigung beendet, sodass es durch die Rückstellfeder 138 in seine Betriebs- beziehungsweise Ausgangsstellung zurückverlagert wird. Dadurch wird die Druckverbindung zu den Ventilflächen 137, 137' unterbrochen, sodass die Sicherheitsschaltventile 91, 91' durch die Vorspannkraft in ihre Betriebsstellung zurückverbracht werden und die Kupplungen K1 und K2 mittels der Druckregelventile 101, 101' angesteuert werden können. Eine Weiterfahrt mit dem Teilgetriebe, bei dem kein unplausibler Zustand der Kupplung erfasst wurde, ist nach dem Beenden des Ansteuern des Pilotventils 121 möglich. Somit wird eine Teilfunktionalität beziehungsweise ein Notlaufbetrieb des Doppelkupplungsgetriebes geboten, in welchem mittels des Teilgetriebes, in welchem der unplausible Kupplungszustand nicht erfasst wurde, weiter zwischen den Gängen gewechselt werden kann. Lediglich das den unplausiblen Kupplungsdruck aufweisende Teilgetriebe wird mit ausgelegten Gängen stillgelegt beibehalten.
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Der Auslass der Pumpe 9 ist mit einer Leitung 181 verbunden, die zu dem Hydraulikteilkreis 59 führt, welcher vorzugsweise insbesondere der Kühlung der Kupplungen K1, K2 dient. Die Leitung 181 führt über einen Kühler 183 zu einem Volumensteuerventil 185. Hinter dem Auslass der Pumpe 9 und vor dem Kühler 183 ist eine Abzweigung 187 in der Leitung 181 vorgesehen, von der eine Leitung 189 abzweigt, die über ein in Richtung auf den Tank 3 öffnendes Druckbegrenzungsventil 191 zum Tank 3 führt. Hinter der Abzweigung 187 und vor dem Kühler 183 ist eine Abzweigung 193 vorgesehen, in die die Leitung 57 mündet, die von dem Schaltventil 35 kommt und mit dessen Anschluss 43 verbunden ist. Über die Leitung 57 ist es möglich, den Kühlkreis 59 mit von der Pumpe 7 gefördertem Hydraulikmedium zu versorgen, wenn sich das Schaltventil 35 in seinem zweiten Schaltzustand befindet. Außerdem zweigt von der Abzweigung 193 ein Bypass 195 ab, der ein Differenzdruckventil 197 aufweist und zum Kühler 183 parallel liegt. Das Differenzdruckventil 197 gibt bei Überdruck den Bypass in Richtung auf das Volumensteuerventil 185 frei. Auf diese Weise kann der Kühler 183 überbrückt werden.
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Das Volumensteuerventil 185 ist als 4/3-Wege-Propartionalventil ausgebildet, das Anschlüsse 199, 201, 203, 205 und 207 aufweist. Der Anschluss 199 ist mit der Leitung 181 über den Kühler 183 beziehungsweise das Differenzdruckventil 197 verbunden, ebenso wie der Anschluss 201, der über eine Leitung 209 und eine Abzweigung 211 mit der Leitung 181 verbunden ist. Die Anschlüsse 199 und 201 bilden also, da sie beide mit der Leitung 181 stromabwärts des Kühlers 183 verbunden sind, einen gemeinsamen Anschluss des Volumensteuerventils 185. Nur aus Übersichtlichkeitsgründen sind zwei Anschlüsse 199, 201 gezeichnet, tatsächlich ist jedoch nur ein Anschluss, beispielsweise 199 oder 201, für die Leitung 181 an dem Volumensteuerventil 185 vorgesehen, wobei gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel das Volumensteuerventil 185 auch tatsächlich mit den zwei getrennten Anschlüssen 199, 201 als 5/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet sein kann. Zum besseren Verständnis beziehen sich die folgenden Ausführungen auf die dargestellte Ausbildung, wobei zu berücksichtigen ist, dass es sich bei den Anschlüssen 199 und 201 eigentlich nur um einen Anschluss handelt, der entsprechend geschaltet wird. Der Anschluss 203 ist mit einer Leitung 213 verbunden, die über einen Druckfilter 215 zum Tank 3 führt. Der Druckfilter 215 ist durch einen Bypass 217 mit in Richtung auf den Tank 3 öffnende Differenzdruckventil 219 überbrückbar.
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Der Anschluss 205 des Volumensteuerventils 185 ist mit einer Kühlung 221 insbesondere für die erste Kupplung K1 verbunden. Der Anschluss 207 ist mit einer zweiten Kühlung 223 insbesondere für die zweite Kupplung K2 verbunden.
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In einem ersten, in der 1 dargestellten Extremalzustand des Volumensteuerventils 185 ist der Anschluss 201 mit dem Anschluss 203 verbunden, während die Anschlüsse 199, 205 und 207 blind geschaltet sind. Der gesamte in der Hydraulikleitung 181 beziehungsweise durch den Kühler 183 strömende Hydraulikmedienstrom wird also über die Anschlüsse 201, 203 in die Leitung 213 und damit über den Druckfilter 215 in den Tank 3 geleitet.
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In einem zweiten Extremalzustand sind die Anschlüsse 199 und 205 miteinander verbunden, während die Anschlüsse 201, 203 und 207 blind geschaltet sind. In diesem Zustand wird der gesamte am Volumensteuerventil 185 ankommende Hydraulikmedienstrom der ersten Kühlung 221 zugeführt.
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In einem dritten Extremalzustand des Volumensteuerventils 185 sind die Anschlüsse 199 und 207 miteinander verbunden. Die Anschlüsse 201, 203 und 205 sind blind geschaltet.
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In diesem Zustand wird demnach der gesamte in der Leitung 181 fließende Hydraulikmedienstrom der zweiten Kühlung 223 zugeführt.
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Wie bereits ausgeführt, ist das Volumensteuerventil 185 als Proportionalventil ausgebildet, so dass Zwischenzustände zwischen den beschriebenen Extremalzuständen eingestellt werden können, wodurch der Volumenstrom zu den Kühlungen 221 223 beziehungsweise zum Druckfilter 215 regelbar ist. Es ist auch möglich, das Volumensteuerventil 185 getaktet zu betreiben, wobei jeweils kurzzeitig mindestens einer der drei Extremalzustände angenommen wird. Auch bei dieser Betriebsart wird im Zeitmittel der Volumenstrom gesteuert oder geregelt, der den Kühlungen 221, 223 beziehungsweise dem Druckfilter 215 und damit dem Tank 3 zugeleitet wird.
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Die 1 zeigt, dass zusätzlich zum in der Leitung 181 vorhandenen Hydraulikmediumstrom ein Hydraulikmediumstrom der Leitung 57 treten und dem Kühlkreis 59 zugeführt werden kann. Alternativ ist es auch möglich, dass nur die Leitung 57 Hydraulikmedium einspeist. Zu erwähnen ist noch, dass die Proportionalventile 101, 101', 141, 159, 159', 179, 179', 185 jeweils insbesondere gegen Federkraft elektrisch proportional verstellbar sind.
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Wie oben bereits ausgeführt, mündet die Leitung 57 in den Hydraulikteilkreis 59, genauer gesagt in die Leitung 181 stromabwärts der Pumpe 9. Gemäß einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform mündet die Leitung 57 in die Leitung 181 bevorzugt stromabwärts des Kühlers 183. Durch die Zuführung des Hydraulikmediums aus dem Hochdruckkreis in den Hydraulikteilkreis 59 gemäß der alternativen Ausführungsform wird der Gesamtvolumenstrom durch den Kühler 183 reduziert. Durch den reduzierten Volumenstrom wird der Druckabfall über den Kühler 183 reduziert, wodurch die notwendige Antriebsenergie für die Pumpen 7 und/oder 9 verringert wird. Durch eine Reduktion der Rückstaudrücke wird also die für den Elektromotor 5 benötigte Antriebsenergie reduziert. Bei einer ausreichend hohen Reduktion der Rückstaudrücke beziehungsweise des Druckniveaus – unabhängig davon, wie die Reduktion erreicht wird – ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, die Pumpe 9 mit dem Elektromotor 5 direkt zu verbinden, die dargestellte Trennkupplung 11 also zu entfernen.
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Gemäß einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform bezüglich der Anordnung des Druckfilters 215 ist vorgesehen, dass dieser nicht zwischen Volumensteuerventil 185 und Tank 3 in der Leitung 213, sondern vorzugsweise in der Leitung 181, insbesondere zwischen dem Kühler 183 und dem Volumensteuerventil 185, angeordnet ist.
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Vorzugsweise mündet dabei die Leitung 57 stromabwärts des Druckfilters 215 in die Leitung 181. Durch die alternative Anordnung des Druckfilters 215, der nunmehr im Hauptstrom des Hydraulikmediums liegt, werden die Zeitanteile erhöht, innerhalb derer das Hydraulikmedium durch den Druckfilter 215 gefiltert wird. Das Bypass-Ventil 219 wird dabei vorzugsweise auf einen minimalen Rückstaudruck über den Volumenstrom ausgelegt.
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Alternativ zu der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform des Volumensteuerventils 185 ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Schaltstellungen vorzugsweise derart vertauscht sind, dass in dem ersten Extremalzustand die Anschlüsse 199 und/oder 201 mit dem Anschluss 205 oder 207 verbunden und die übrigen Anschlüsse des Volumensteuerventils 185 blind geschaltet sind, in dem zweiten Extremalzustand die Anschlüsse 201 und/oder 199 mit dem Anschluss 203 verbunden und die übrigen Anschlüsse blind geschaltet sind, und in dem dritten Extremalzustand die Anschlüsse 199 und/oder 201 mit dem Anschluss 207 oder 205 verbunden und die übrigen Anschlüsse blind geschaltet sind. Durch ein derartiges Vertauschen der Schaltstellungen wird vermieden, dass bei einem getakteten Ansteuern des Volumensteuerventils 185 zum Einstellen eines gewünschten Hydraulikmediumstroms für eine der Kupplungen K1 oder K2 ein Volumenstrom auch zur anderen Kupplung K2 beziehungsweise K1 fließt. Stattdessen wird der beim getakteten, nicht zur jeweiligen Kupplung K1 oder K2 geführte Volumenstrom in den Tank 3 geleitet. Bei der tatsächlichen Ausbildung des Volumensteuerventils 185 als 4/3-Wege-Proportionalventil sind die Anschlüsse 199 und 201 stets als gemeinsamer beziehungsweise einziger Anschluss der Leitung 181 an dem Volumensteuerventil 185 zu verstehen, so dass tatsächlich nur einer der beiden Anschlüsse 199, 201 an dem Volumensteuerventil 185 vorgesehen ist.
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Die 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Hydraulikkreises 1 des oben beschriebenen Doppelkupplungsgetriebes. Aus der 1 bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen werden.
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Die bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform im Wesentlichen dahingehend, dass anstelle des Pilotventils 121 ein drittes Druckregelventil 227 vorgesehen ist. Das Druckregelventil 227 ist vorliegend als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet. Es weist einen Anschluss 229 auf, der mit der Leitung 131 verbunden ist, einen Anschluss 231, der mit dem Tank 3 verbunden ist, sowie einen Anschluss 233, der mit der Leitung 134 verbunden ist. In der Leitung 135' ist eine Abzweigung 235 vorgesehen, von der eine Leitung 237 ausgeht, über die der in der Leitung 135' und damit der in der Leitung 134 herrschende Druck als Regelgröße an das Druckregelventil 227 zurückgegeben wird. Es ist offensichtlich, dass die Abzweigung 235 auch in den Leitungen 134 oder 135 vorgesehen sein kann.
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Dem dritten Druckregelventil 227 ist weiterhin ein elektrischer Aktor 239 zugeordnet, mittels dessen das Druckregelventil beziehungsweise der von dem Druckregelventil an dem Anschluss 233 bereitgestellte Druck einstellbar ist. In der Neutralstellung beziehungsweise Ausgangsstellung des Druckregelventils 227, wie sie in der 2 dargestellt ist, ist der Anschluss 233 mit dem Anschluss 231 und damit mit dem Tank 3 verbunden, sodass der Anschluss 233 drucklos geschaltet ist. Wird das Druckregelventil 227 mittels des vorzugsweise elektromotorischen Aktors 239 betätigt und in eine erste Schaltstellung verbracht, in welcher der Anschluss 229 mit dem Anschluss 233 (druckgeregelt) verbunden ist, so wird ein entsprechender Druck an dem Anschluss 233 zur Verfügung gestellt. Durch die Ausbildung als Proportionalventil lassen sich mittels des Druckregelventils 227 an dem Anschluss 233 unterschiedliche Druckniveaus beziehungsweise Drücke einstellen, wobei logischerweise der maximal einstellbare Druck dem von der Druckquelle 225 bereitgestellten Druck entspricht.
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Die Leitung 134 weist eine Abzweigung 241 auf, von der eine Leitung 243 abzweigt. Der Kühlkreis 59 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dahingehend, dass anstelle des Volumensteuerventils 185 ein Schaltventil 245 sowie ein Volumensteuerventil 247 vorgesehen sind. Das Volumensteuerventil 247 ist dabei als 3/2-Wege-Ventil, bevorzugt als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet. Das Schaltventil 245 weist einen Anschluss 249 auf, der mit der Leitung 181 stromabwärts des Kühlers 183 verbunden ist. Weiterhin weist das Schaltventil 245 einen Anschluss 251 auf, der mit der Leitung 213 verbunden ist. Ferner weist das Schaltventil 245 einen Anschluss 253 auf, der über eine Leitung 255 mit einem Anschluss 257 des Volumensteuerventils 247 verbunden ist. Schließlich weist das Schaltventil 245 noch eine Ventilfläche 259 auf, die mit der Leitung 243 verbunden ist.
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In der Ausgangsstellung beziehungsweise neutralen Stellung des Schaltventils 245 ist der Anschluss 249 mit dem Anschluss 251 verbunden, sodass das von dem Kühler 131 kommende Hydraulikmedium über die Leitung 213 zurück in den Tank 3 gefördert wird. Wird mittels des Druckregelventils 227 in einer weiteren Schaltstellung ein Druck an dessen Ausgang 233 eingestellt, der dem Betätigungsdruck des Schaltventils 245 entspricht, so beaufschlagt das Hydraulikmedium die Ventilfläche 259 des Schaltventils 245 derart, dass dieses entgegen einer Vorspannkraft geschaltet wird, sodass der Anschluss 249 mit dem Anschluss 253 verbunden und das von dem Kühler 138 kommende Hydraulikmedium dem Anschluss 257 des Volumensteuerventils 247 zugeführt wird. Durch Erhöhen des Drucks mittels des Druckregelventils 227 kann nun entschieden werden, ob das gekühlte Hydraulikmedium wieder zurück in den Tank 3 oder dem Volumensteuerventil 247 zugeführt werden soll.
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Das Volumensteuerventil 247 weist einen Anschluss 261 auf, der mit der Kühlung 221 verbunden ist, sowie einen Anschluss 263, der mit der Kühlung 223 verbunden ist. Wie das Volumensteuerventil 185 ist auch das Volumensteuerventil 247 elektrisch betätigbar, um die Kühlungen 221 und 223 mit gekühltem Hydraulikmedium zu versorgen, sodass hier im Wesentlichen das zu dem Volumensteuerventil 185 Gesagte gilt.
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Die Leitung 243 weist eine Abzweigung 265 auf, von der eine Leitung 267 zu dem Trennelement 11 führt. Das Trennelement 11 ist hydraulisch betätigbar, sodass wenn in der Leitung 267 ein dem Betätigungsdruck des Trennelements 11 übersteigender Druck herrscht, das Trennelement 11 betätigt und dadurch die Kraftübertragung von dem Elektromotor 5 auf die Pumpe 9 entweder unterbrochen oder hergestellt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Trennelement 11 bei Anliegen des Betätigungsdrucks in der Leitung 267 geschlossen, sodass das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 5 auf die Pumpe 9 übertragen wird. Zum Einstellen des Betätigungsdrucks des Trennelements 11, das in diesem Fall als betätigbare Kupplung 12 ausgebildet ist, wird das Druckregelventil 227 in eine andere weitere Schaltstellung verbracht. Bevorzugt ist der Betätigungsdruck des Schaltventils 245 kleiner als der Betätigungsdruck des Trennelements 11, welcher wiederum bevorzugt kleiner ist als der Betätigungsdruck der Sicherheitsschaltventile 92, 92'.
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Wird also das Druckregelventil 227 elektrisch aus seiner Ausgangsstellung herausverlagert beziehungsweise betätigt, so erreicht es in der ersten Schaltstellung an dem Anschluss 233 zunächst den Betätigungsdruck für das Schaltventil 245, sodass dieses betätigt und das von dem Kühler 183 kommende Hydraulikmedium den Kühlungen 221 und/oder 223 zugeführt wird. Wird das Druckregelventil 227 weiter betätigt beziehungsweise ein entsprechendes Ventilelement verlagert, so steigt der Druck, bis er in der zweiten Schaltstellung den Betätigungsdruck des Trennelements 11 erreicht oder überschreitet. Als Folge dessen wird das Trennelement 11 geöffnet und die Pumpe 9 deaktiviert, sodass weniger oder kein Hydraulikmedium aus dem Tank 3 durch den Kühler 183 gefördert wird. Wird der Druck mittels des Druckregelventils 227 noch weiter erhöht, bis der Betätigungsdruck der Sicherheitsschaltventile 92, 92' erreicht wird, werden diese – wie im Bezug auf die Ausführungsform gemäß 1 beschrieben – betätigt, wodurch die Kupplungen K1, K2 drucklos geschaltet werden.
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Insgesamt wird also auf besonders einfache Art und Weise mittels des Druckregelventils 227 ermöglicht, mehrere Funktionen des Doppelkupplungsgetriebes zu steuern beziehungsweise zu regeln. Je nach dem, in welche Schaltstellung das Druckregelventil 227 verbracht wird, beziehungsweise je nach dem, welcher Druck am Anschluss 233 des Druckregelventils 227 eingestellt wird, werden das Trennelement 11, das Schaltventil 245 und/oder die Sicherheitsschaltventile 92, 92' betätigt. Natürlich können die Betätigungsdrücke des Trennelements 11 und des Schaltventils 245 in einer alternativen Ausführungsform anders herum vorliegen, sodass zuerst das Schaltelement 245 und mit steigendem Druck erst anschließend das Trennelement 11 betätigt wird.
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Darüber hinaus ermöglicht das Vorsehen des Druckregelventils 227 die Aufteilung des bisherigen Volumensteuerventils 185 in das Volumensteuerventil 247 und das Schaltventil 245, die unabhängig voneinander geschaltet werden können. Das Volumensteuerventil 247 erhält eine höhere Steuer- beziehungsweise Regelgüte, da der Schaltweg des Magneten (Aktors) auf zwei statt auf drei Stellungen aufgeteilt wird. Durch die einfachere Ausbildung des Volumensteuerventile 247 und des Schaltventils 245 im Vergleich zu dem Volumensteuerventil 185 werden hierbei Kosten und Konstruktionsaufwand verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikkreis
- 3
- Tank
- 5
- Elektromotor
- 7
- erste Pumpe
- 9
- zweite Pumpe
- 11
- Trennelement
- 13
- Leitung
- 15
- Leitung
- 17
- Abzweigung
- 19
- Leitung
- 21
- Saugfilter
- 23
- Leitung
- 25
- Abzweigung
- 27
- Druckbegrenzungsventil
- 29
- Leitung
- 31
- Druckfilter
- 33
- Anschluss
- 35
- Schaltventil
- 37
- Bypass
- 39
- Differenzdruckventil
- 41
- Anschluss
- 43
- Anschluss
- 45
- Anschluss
- 47
- Anschluss
- 49
- Leitung
- 51
- Rückschlagventil
- 53
- Druckspeicher
- 55
- Druckerfassungseinrichtung
- 57
- Leitung
- 59
- Kühlkreis
- 61
- Leitung
- 63
- Leitung
- 65
- Ventilfläche
- 67
- Ventilfläche
- 69
- Leitung
- 71
- Abzweigung
- 73
- Leitung
- 75
- Abzweigung
- 77
- Abzweigung
- 79
- Abzweigung
- 81
- Leitung
- 83
- Leitung
- 84
- Abzweigung
- 85
- Leitung
- 87
- Teilgetriebehydraulikkreis
- 89
- Anschluss
- 91
- Schaltventil
- 91'
- Schaltventil
- 92
- Sicherheitsschaltventil
- 92'
- Sicherheitsschaltventil
- 93
- Anschluss
- 95
- Anschluss
- 97
- Leitung
- 99
- Anschluss
- 101
- Druckregelventil
- 101'
- Druckregelventil
- 103
- Anschluss
- 105
- Leitung
- 107
- Anschluss
- 109
- Leitung
- 111
- Rückschlagventil
- 113
- Abzweigung
- 115
- Leitung
- 117
- Abzweigung
- 119
- Druckerfassungseinrichtung
- 119'
- Druckerfassungseinrichtung
- 120
- Einrichtung
- 121
- Pilotventil
- 123
- Aktor
- 125
- Anschluss
- 127
- Anschluss
- 129
- Anschluss
- 131
- Leitung
- 133
- Abzweigung
- 134
- Leitung
- 135
- Leitung
- 135
- Leitung
- 136
- Abzweigung
- 137
- Ventilfläche
- 137'
- Ventilfläche
- 138
- Rückstellfeder
- 138'
- Rückstellfeder
- 139
- Teilgetriebehydraulikkreis
- 141
- Druckregelventil
- 143
- Leitung
- 145
- Abzweigung
- 147
- Leitung
- 149
- Leitung
- 151
- Abzweigung
- 153
- Leitung
- 155
- Gangstellerzylinder
- 155'
- Gangstellerzylinder
- 156
- Gangsteller
- 156'
- Gangsteller
- 157
- Gangstellerzylinder
- 157'
- Gangstellerzylinder
- 158
- Gangsteller
- 158'
- Gangsteller
- 159
- Volumensteuerventil
- 159'
- Volumensteuerventil
- 161
- Anschluss
- 163
- Anschluss
- 165
- Anschluss
- 167
- Anschluss
- 169
- Kammer
- 171
- Kammer
- 173
- Kolben
- 175
- Abzweigung
- 177
- Leitung
- 179
- Volumensteuerventil
- 179
- Volumensteuerventil
- 181
- Leitung
- 183
- Kühler
- 185
- Volumensteuerventil
- 187
- Abzweigung
- 189
- Leitung
- 191
- Druckbegrenzungsventil
- 193
- Abzweigung
- 195
- Bypass
- 197
- Differenzdruckventil
- 199
- Anschluss
- 201
- Anschluss
- 203
- Anschluss
- 205
- Anschluss
- 207
- Anschluss
- 209
- Leitung
- 211
- Abzweigung
- 213
- Leitung
- 215
- Druckfilter
- 217
- Bypass
- 219
- Differenzdruckventil
- 221
- Kühlung
- 223
- Kühlung
- 225
- Druckquelle
- 227
- Druckregelventil
- 229
- Anschluss
- 231
- Anschluss
- 233
- Anschluss
- 235
- Abzweigung
- 237
- Leitung
- 239
- Aktor
- 241
- Abzweigung
- 243
- Leitung
- 245
- Schaltventil
- 247
- Volumensteuerventil
- 249
- Anschluss
- 251
- Anschluss
- 253
- Anschluss
- 255
- Leitung
- 257
- Anschluss
- 259
- Ventilfläche
- 261
- Anschluss
- 263
- Anschluss
- 265
- Abzweigung
- 267
- Leitung
- K1
- Kupplung
- K2
- Kupplung